以冷凍式快速原型法製作組織工程支架

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黃仁波(JEN-PO HUANG) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

以冷凍式快速原型法製作組織工程支架
(Using FCDM System for Fabricating Tissue Engineering Scaffolds)

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摘要(中)

利用組織工程的方法可恢復、維持或增進人體組織或器官的功能。其基本概念就是將細胞植入生物可降解的支架，細胞可在支架中分裂、分化、生存以及發揮功能，在將支架植入生物體內以修復組織與器官功能。
本研究利用冷凍擠壓層積成型(Frozen compressed deposit manufacturing, FCDM)方式製造組織工程用支架，此法由加熱擠壓層積成形(Heated compressed deposit manufacturing, HCDM)加工方法改良而成。
本系統以電腦設計出三維立體支架外形和支架內部結構的模型，再將支架模型切成多個二維切面並規劃其加工路徑。支架材料以溶劑均勻混合成適當濃度後，由x-y-z平台依規劃路徑移動噴嘴，利用高壓氣體擠壓將材料射出於一個低溫冷卻平台上使之凝固，如此一層一層建構出每個切平面，即可堆疊出複雜形狀的多孔性支架。之後將支架置入冷凍乾燥機，把溶劑抽乾去除以固化支架。
本研究使用PLGA50/50材料，以FCDM方法製作支架，並探討影響FCDM支架製作品質的相關變因如環境溫度、乾燥時間、擠製壓力與噴頭移動速度等。利用FCDM製作的支架，不會破壞材料原始特性，且適用於多樣材料的製作。經過細胞植附與機械性質等實驗，可知FCDM支架可應用於組織工程的使用。

關鍵字(中)

★ 組織工程
★ 快速成型
★ 支架

關鍵字(英)

★ rapid prototyping
★ tissue engineering
★ scaffold

論文目次

目錄
摘要 I
目錄 II
圖索引 V
表索引 VII
第一章緒論 1
1-1研究動機與目的 1
1-2文獻回顧 1
1-3研究方法 3
1-4論文介紹 3
第二章組織工程原理 5
2-1組織工程簡介 5
2-2生醫材料(Biomaterial) 6
2-2-1生醫材料用途 6
2-2-2組織工程用生醫材料的要求 6
2-2-3生物可降解材料 7
2-3組織工程支架 10
2-3-1支架的基本特性 10
2-3-2一般支架製備方法 11
2-3-3一般製備方法的缺點 13
2-3-4快速原型製作支架 14
第三章系統架構與原理 19
3-1 系統作業流程 19
3-2硬體架構 20
3-3系統原理 22
3-3-1支架外型的擷取 22
3-3-2建立切層平面輪廓 23
3-4路徑規劃 24
3-4-1找尋包圍輪廓的菱形 24
3-4-2建立支架立體結構 27
3-5冷凍乾燥支架 28
3-5-1冷凍真空乾燥 28
3-6支架製作方法 30
3-6-1製作前預備工作 30
3-6-2支架製作 31
第四章實驗結果與討論 32
4-1 PLGA支架的製備 32
4-2影響FCDM的製作參數 33
4-2-1工作溫度 33
4-2-2支架收縮情形 33
4-2-3相鄰支柱中心距與孔洞的關係 34
4-2-4 支撐製作對於支架影響 34
4-2-5冷凍乾燥時間 36
4-2-6擠製壓力與溶液濃度 37
4-3 FCDM支架結構與孔洞分析 38
4-4支架含水率實驗 41
4-4-1 HCDM-PLGA支架含水率測試 41
4-4-2 FCDM-PLGA支架含水率測試 43
4-5機械性質實驗 46
4-6支架與細胞相容性實驗 48
4-7 GPC分子量實驗 49
4-8以FCDM製作不同材料的支架 51
4-8-1PCL支架的製備 51
4-8-2Chitosan支架的製備 53
第五章結論 55
參考文獻 57

參考文獻

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指導教授

曾清秀(Ching-Shiow Teseng)

審核日期

2005-7-11

推文